如果宇宙正以超光速膨脹,請問北鬥七星為什麼一直在那裡?

2020-12-05 星辰大海路上的種花家

對於這個話題中最關鍵的因素有幾個,第一是宇宙膨脹,第二則是為什麼宇宙膨脹會超過光速,第三則是超過光速膨脹的宇宙中,北鬥七星居然一直在那裡指引著方向?我們可以從這三個方面來簡單討論下這個原因!

一、宇宙膨脹

其實宇宙誕生於一場暴漲的證據挺多的,其中微波背景輻射就是重要的一個證據,當然我們並不打算在這個話題上浪費大家的時間,因為我們只要討論宇宙膨脹以及相關結果!我們從所有的觀測事實中都可以了解到遙遠宇宙的天體都在以及高的速度遠離而去,而速度可以用天體紅移值可以計算出來!

而從可見光波段觀測到134億光年外的GN-Z11則幾乎是光學望遠鏡能觀測到的極限,因為在往外就紅移到電磁波段了,哈勃已經無能為力了(詹姆斯韋伯能觀測部分紅外波段)!

從上世界二十年代以來宇宙膨脹就已經被發現,經過將近一個世紀的多種方法以及設備的觀測,基本確定為70KM/S/MPC,當然上圖中是比較典型的幾個觀測數據,在未取得統一之前(當前主要採用2015年普朗克衛星的67.8KM/S/MPC為主),MPC為百萬秒差距(約326萬光年)!

二、宇宙膨脹為什麼會超過光速?

其實我們要說的是宇宙膨脹從來都沒有真正超過光速,而是空間膨脹的累積,如上文,宇宙膨脹的速率是67.8KM/S/MPC,即宇宙在每隔326萬光年的距離上速度增加67.8KM,其意義是在下一個326萬光年的膨脹速度依然是67.8KM/S,但對於初始觀測者來說,它的速度就是67.8KM/S×2!

那麼宇宙在什麼位置會在第一個觀測者看來超過光速離去呢?

L=326萬光年×(299792.458KM/67.8)=1441479.96萬光年

即約:144.1億光年外,在地球上的觀測者看來,那個位置正在以超過光的速度遠離,但它們和鄰近的的第一個326萬光年處,膨脹速度依然是67.8KM/S!

三,超光速的宇宙膨脹中,北鬥七星為什麼一直在那裡?

首先我們來了解下,北鬥七星距離地球約多少光年!

上圖是北鬥七星跟地球之間的距離,如果按宇宙膨脹計算,100光年的距離上膨脹速率大約會增加0.0021KM/S,這個速度即使跑上十萬年也只能跑出6558714110KM,即:6.5億千米,地球到太陽的距離是1.5億千米,到木星的距離大約是6億千米,而在100光年的距離上增加6.5億千米,我們根本就看不出來!

當然您可能會說,宇宙存在了100多億年,如果按此計算距離也是很可觀的!但事實上在百萬光年這種宇宙尺度內,引力仍然佔了上風,儘管空間在膨脹,但星系仍然會受到引力的約束而各自發揮,比如仙女星系正在以每秒超過110KM的速度向銀河系靠攏,將會在30億年後到達銀河系!

而在銀河系內部就更不用討論宇宙膨脹這種概念了,因為銀心黑洞以及核球處大量恆星的質量效應,使得銀河系上千億顆恆星都在圍繞銀心公轉,而相互之間的速度差常年累積後則會有些許變化,但這在短時間內是看不出來的!必須要將時間拉長至數萬年才能看到!

但這恆星的位移並不是宇宙膨脹所致,而是環繞銀心公轉過程中,天體之間的速度並不同步所致!就像我們每天晚上都能看到的流星,就是速度差或者軌道交叉導致的!

相關焦點

  • 宇宙在超光速膨脹,北鬥七星的位置,為何幾千年來一直沒有變化?
    奇點爆炸產生宇宙一切科學家發現,除了宇宙大爆炸以為,宇宙至今還在不斷的膨脹,而且是以超光速狀態進行膨脹,也就是說,我們夜晚看到的星星正在不斷的離我們而去,未來最終有一天我們在夜空中將不再是繁星點點,只剩下個別星點。
  • 宇宙在超光速膨脹中?宇宙到底有多大?
    但是又有數據告訴我們宇宙的年齡只有138億年,那為什麼宇宙會有930億光年那麼大,宇宙大爆炸理論不是說宇宙從奇點爆炸後才產生了宇宙,那為什麼可觀測宇宙會比宇宙年齡還大呢?宇宙模型的由來宇宙到底是什麼形狀的,我們人類一直在探索,也一直在假設,可能是圓的,可能是方的,近代天文學就提出了三種假設:無邊無限靜態宇宙、有限無邊靜態宇宙、無邊無限動態宇宙。
  • 愛因斯坦明明說宇宙最快速度是光速,為什麼宇宙可以超光速膨脹?
    愛因斯坦的《狹義相對論》基於光速不變,才有了任何有靜質量不為零的物體,無法達到光速。而《廣義相對論》的場方程是描繪了宇宙膨脹,才有了後來宇宙膨脹速度超過光速,所以一切的種種都是由於「光速不變原理」的這個假設,如果沒有這個假設,也就沒有後來一大堆反常識的結論,也就不存在那麼多矛盾。
  • 道教北鬥七星君。為什麼人們一直對北鬥七星有非同一般的信仰?
    在我們仰望星空的時候,總是可以看到猶如一根勺子形狀的北鬥星,我們也是從小就一直聽說北鬥星給人們指路的故事。無論在那個時候,哪個地方,我們都可以聽到關於北鬥七星的傳說,而在古代的時候,人們對於北鬥七星的信仰更是濃烈甚至可以看到人們將北鬥七星擬人化作為星君。
  • 光速不可超越,為什麼宇宙膨脹和量子糾纏都比光速快?矛盾嗎?
    給運動中的物體輸入能量可以進行加速,但物體的移動速度並不會一直增加,而是有極限的,這個極限就是光速。光速為每秒299792.458千米,代表了宇宙間最快的速度,是不可超越的。光速不可超越源自於愛因斯坦的狹義相對論,狹義相對論認為,任何沒有靜止質量的物體都會以光速進行運動,光子就沒有靜止質量,所以它就以光速運動。而對於擁有靜止質量的物體而言,不論它的質量是多少,都只能無限接近於光速,而不可能達到光速。這是為什麼呢?
  • 為什麼北鬥七星不僅能指「北」,又能計時,看四季?
    北鬥七星是我們從小就耳熟能詳的天體。但其實大多數人對它們並不算了解。不知道你想過沒有,為什麼我們很少聽說過南鬥六星? 還有,北鬥七星可以說是在夜空中比較容易辨認出來的天體,而且毋庸置疑的是,它們都屬於恆星,那它們和太陽相比,是比太陽大?還是比太陽小呢?它們距離我們有多遠?
  • 怎麼理解宇宙膨脹和量子糾纏的超光速現象?
    如果我說,宇宙膨脹既超光速又不超光速,估計很多人會奇怪。但在科學上就是如此。速度是運動速度的簡稱,等於運動距離除以運動時間。通常,用距離除以時間是不會錯的,但有時候就不一定了。因為宇宙膨脹,兩個天體的距離變化可以超光速。但這個距離不是天體運動距離,天體運動距離是其中一個天體從出發點到終點的距離。通俗理解:我進行100米賽跑,從起點出發的同時,讓別人把起點線向後移動100米。到了終點,我說起點線距我200米,所以我剛剛跑了200米。你們相信我打破了世界紀錄嗎?
  • 為什麼光速是宇宙最快速度?超光速會有什麼後果?
    光速不但非常快,而且還被認為是宇宙的速度上限。那麼,為什麼說光速是宇宙中最快的速度呢?這一切都要從光速不變原理說起。麥克斯韋發現了一個很特殊的光速公式:上述公式右側的兩個參數都是恆定的常數,這意味著光速也是恆定的大小。
  • 宇宙年齡138億年,直徑930億光年,宇宙膨脹超光速了嗎?
    通古計算哈勃常數,最後可以簡單得到宇宙的年齡,大約在138.2億年前,一個無限緻密、質量無限大、體積無限小的奇點「爆炸」了,宇宙開始演化一直到今天仍舊在不斷的膨脹。如果換一個中心可觀測宇宙直徑依然是930億光年,那也就意味著現在的真實宇宙大小遠大於930億光年,科學家預估不可觀測宇宙直徑至少在23萬億光年,這樣來看宇宙的膨脹速度已經遠遠超過光速了。只是宇宙邊緣的光在宇宙超光速的膨脹下,可能要很久很久之後才能到達地球。【光速最快嗎?】
  • 相對論說有質量物體不能達到光速,宇宙膨脹超光速是否違反相對論
    因此愛因斯坦在根據光速不變推出了兩個洛倫茲變換公式,即時間膨脹和空間收縮公式後,根據光速上限推出了第三個洛倫茲變換公式——質量膨脹公式。 而高速運動下的質量膨脹同時表明了速度存在上限——光速。由于越接近光速,質量膨脹越嚴重,如果達到光速質量會無限大,這顯然是不可能的,因此有質量物體必然無法達到光速。
  • 秋天能看到北鬥七星嗎?
    對於那些北緯41度或者更北的地方來說,北鬥七星是繞極旋轉的,或者說是總是在北方的地平線以上。如果你在的地方比那個緯度要低,那麼很不幸,你將不能在夜晚看見它。因為在秋天的時候,北鬥七星在夜晚總是低於你的地平線。你想要看見北鬥七星嗎?如果你在美國南部或者在一個緯度與之相仿的緯度,你將會需要等到黎明前的幾個小時。
  • 光到底是個啥東西,既然光速不可超越,宇宙膨脹超光速了嗎?
    光速極限、光速恆定是狹義相對論的立論基礎。這是愛因斯坦給這個世界設定的一條紅線。現代任何理論都是建立在這個紅線基礎之上的,如果這個紅線被打破,整個現代物理學大廈就要傾倒,科學理論就要在廢墟上重建。宇宙膨脹超光速不屬於有質量物體運動速度。宇宙膨脹是現代大爆炸宇宙標準模型的立論之基。天文學家、物理學家埃德溫·哈勃在上世紀早期發現了星系紅移現象,經過長期研究提出了哈勃定律。
  • 大爆炸密碼:宇宙膨脹之超光速之謎
    如果有一個光速10億倍(不考慮光速不可超越)的超級非常朝宇宙一個方向飛行,會不會到達宇宙邊界?如果宇宙有限大小,在宇宙的邊界穿越會發生什麼?因為刷頭條的時候總是不斷出現,就回答一下。由此也可以推斷出:宇宙暴漲以及宇宙膨脹速度其實就是量子糾纏速度,而且量子糾纏的速度也不是恆定的。
  • 光速限制為什麼對量子糾纏和宇宙膨脹速度無效?
    要回答這個問題,首先要理解光速的定義,以及光速限制的背景和條件,就能明白為何光速限制對量子糾纏、類星體和宇宙膨脹速度無效了。光速限制為什麼對量子糾纏和宇宙膨脹速請仔細體會光速的描述,裡面提到光速之所以不可超越,是因為有質量的物體的運動速度無法達到光速
  • 有質量物體不可能達到光速,但宇宙膨脹超過光速,是否自相矛盾?
    也就是說,如果物體速度達到光速,其質量會變為無窮大,如果宇宙是有限的,那麼全宇宙的能量都用來推動這個物體也不夠,因而靜質量不為0的物體是不可能達到光速的。那麼靜質量為0的物體可不可以達到光速,甚至超過光速?答案是肯定的,比如說光子靜質量為0,它的速度就可以達到光速。
  • 宇宙年齡僅138億年,但直徑卻有24萬億光年,為什麼會超光速?
    根據現代宇宙學,宇宙的時間和空間都是創生於138億年前的奇點。138億年過去了,宇宙的直徑膨脹為930億光年,膨脹速度為光速的3.37倍,這與相對論所說的光速最快不矛盾嗎?宇宙的半徑不應該是「宇宙年齡×光速=138億光年」嗎?
  • 宇宙年齡僅138億年,但直徑卻有24萬億光年,為什麼會超光速?
    根據現代宇宙學,宇宙的時間和空間都是創生於138億年的奇點。138億年前過去了,宇宙的直徑膨脹為930億光年,膨脹速度為光速的3.37倍,這與相對論所說的光速最快不矛盾嗎?那麼,為什麼會有可觀測宇宙的概念?為什麼可觀測宇宙和整個宇宙會那麼大?
  • 138億光年外的宇宙是什麼?那裡是宇宙的盡頭嗎?
    過去,宇宙普遍被認為是永恆存在的,沒有起源時間。隨著現代天文學的發展,天文學家發現了宇宙在膨脹。如果把時間倒退回去,宇宙會越來越小。直至時間的盡頭,宇宙成了一個奇點,這被認為是宇宙的起源。根據目前最為精確的觀測數據,宇宙的起源時間為距今138億年前,宇宙從奇點大爆炸中創生。
  • 138億光年外的宇宙是什麼?那裡是宇宙的盡頭嗎?
    如果把時間倒退回去,宇宙會越來越小。直至時間的盡頭,宇宙成了一個奇點,這被認為是宇宙的起源。之所以稱之為背景輻射,是因為它們是最為古老的光子,而且均勻地分布在宇宙的各個角落。當我們望向時間的盡頭時,最終所能看到的光子就是宇宙微波背景輻射。更早之前的宇宙沒有自由光子,我們無法看到當時的情況。光速是宇宙最快速度,光在1年的時間裡可以前進1光年的距離。宇宙誕生至今已有138億年,這意味著光最遠傳播了138億光年。那麼,138億光年外的宇宙是什麼?那裡是宇宙的盡頭嗎?
  • 天樞——北鬥七星中的巨星
    它已將核中的氫消耗殆盡,轉而通過氦聚變來產生能量,從而膨脹到了30倍太陽半徑那麼大。在膨脹的過程中,天樞逐漸冷卻,最終降到了現在這個使它呈現橙色的溫度。與北鬥七星中的其它6顆恆星相比,天樞還有著另一個不同點。